Расчёт радиатора системы охлаждения
Расчет радиатора состоит в определении поверхности охлаждения, необходимой для передачи тепла от охлаждающей жидкости к окружающему воздуху.
Теплота, отводимая в охлаждающую жидкость:
=
Дж/с, где
–
относительный
теплоотвод в охлаждающую жидкость,
=
0,24…0,32 для двигателей с искровым
зажиганием, qж
= 0,24,
=
12,81 кг/ч –
часовой
расход топлива,
кг/ч;
–
низшая теплота сгорания топлива, для
бензина
=
44·106
Дж/кг.
Поверхность охлаждения радиатора, омываемая воздухом:
=
=12,39
м2,
-
коэффициент запаса, учитывающий
загрязнение активной зоны радиатора
=1,10…1,15
= 1,1.
Здесь k – коэффициент теплопередачи, Вт/(м2·K).
Для трубчато-пластинчатого радиатора с шахматным расположением трубок k = 115 Вт/(м2К).
Данное
значение величины k
принято сообразуясь с массовой скоростью
воздуха
в воздушном контуре радиатора [5].
=
13
1,072 = 13,94 кг/(м2
с),
-
средний температурный напор, т.е. разность
средних температур жидкости и воздуха
= 92 – 63 =
29 оС
Средняя температура
жидкости определяется по температуре
на входе в радиатор (на выходе из
двигателя) и понижения ее
в радиаторе:
=
С;
= 95оС;
=
6…10оС
= 6 оС.
Средняя
температура воздуха
= 45 + 5 + 26,07/2 =
63о,
где
tо –
нормативная температура окружающей
среды, равная 45оС;
подогрева воздуха в масляном радиаторе,
если он по ходу потока воздуха предшествует
радиатору системы охлаждения; tпр
- подогрев воздуха при прохождении его
через решётку радиатора;
=
5…8оС.
Примем tпр
= 5 оС;
=
-
изобарная теплоемкость воздуха,
Дж/(кг·K);
-
плотность воздуха на входе в радиатор,
кг/м3;
–
скорость воздуха
в радиаторе, м/с;
–
фронтальная
площадь активной зоны радиатора, м2;
кг/м3
- плотность воздуха;
температура воздуха
на входе в радиатор
.
Для автомобильных двигателей скорость воздуха равна сумме скоростей, создаваемых встречным потоком воздуха при движении автомобиля, и вентилятором:
= 6
+ 8 = 14 м/с.
Размеры фронтальной поверхности B и H:
B = 0,345 + 2,2·10-3 Ne = 0,345 + 2,2·10-3 · 46,2 = 0,4466 м,
H/B = 0,555 + 1,8·10-3 Ne = 0,555 + 1,8·10-3 · 46,2 = 0,6382 м,
Н = 0,6382 0,4466 = 0,285 м.
При известных размерах общей поверхности охлаждения и фронта охлаждающей решетки радиатора его глубина
=
м,
где Fфр
= H
B
= 0,4466 0,285
= 0,127 м2,
– коэффициент компактности 
;
для трубчато-пластинчатых радиаторов
=800 
.
Ориентировочно
правильность выполненных расчетов
можно проверить по величине удельной
поверхности Fохл/Ne,
которая находится в пределах 0,2…0,3
м2/кВт.
В данном случае
м2/кВт.
Список использованной литературы
1. Алексеев И.В., Богданов С.Н., Пришвин С.А. и др. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания. Методика выполнения теплового расчета. – МАДИ, 2006.
2. Алексеев И.В., Богданов С.Н., Пришвин С.А. и др. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания. Методика выполнения динамического расчета. – МАДИ, 2005.
3. Алексеев И.В., Богданов С.Н., Горшков Ю.В. и др. Учебное пособие по курсовому проектированию двигателей внутреннего сгорания. Методика выполнения прочностных расчетов и разработка конструкции ДВС. – МАДИ, 2006.
4. Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г. и др. Рабочие процессы ДВС. – М.: Высшая школа, 1995.
5. Луканин В.Н., Алексеев И.В., Шатров М.Г. и др. Динамика и конструирование. – М.: Высшая школа, 1995.
6. Гергенов С.М. Кривошипно-шатунные механизмы ДВС. Восточно-Сибирский ГТУ, 2001.
7. http://www.engineauto.ru/index.htm
8. Яметов В.А., Косарев С.Н. и др. Руководство по ремонту, эксплуатации и обслуживанию автомобилей ВАЗ. – «РусьАвтокнига», 2001
9. http://www.automan.ru:80/vaz/08
10. Двигатели внутреннего сгорания. Кн.2. Динамика и конструирование: Учебник для ВУЗов/В.Н. Луканин, И.В. Алексеев, М.Г. Шатров и др.; Под ред. В.Н. Луканина и М.Г. Шатрова. – 2-е изд., переработ. и доп. – М.: Высш.шк., 2005.
11. К.С. Шестопалов, С.К. Шестопалов. Легковые переднеприводные автомобили. – М: «Патриот», 2005.
12. Справочник по физике. Яворский Б.М., Детлаф А.А., М - «Наука», 1964.